WO2012144819A2 - 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

열전 소자를 갖는 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법 Download PDF

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WO2012144819A2
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thermoelectric
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김규한
성정화
김주호
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남경 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an LED package, and more particularly, by manufacturing an LED element so as to be in direct contact with a thermoelectric element, a thermoelectric element capable of directly dissipating heat generated by the emitted LED element to the outside using a thermoelectric element. It relates to an LED package having a and a method for manufacturing the same.
  • LEDs semiconductor LEDs
  • BLUs back-light units
  • Japanese Patent Laid-Open No. WO2002 / 089219 discloses a technique of using a metal substrate separated by a through hole having an electrode surrounded by an insulator as the LED package substrate.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2005-210057 discloses a technique of integrating an insulating resin and a plurality of separated metal members to be used as an LED package substrate.
  • FIG. 1 of Korean Patent Registration No. 10-0703218 shows a schematic structure of a conventional LED package.
  • the conventional LED package 10 is a substrate (1) integrated with a plurality of metal member (1b), a resin (1a) formed between the metal member (1b) and a resin (1c) for fixing the metal member (1b) It includes.
  • An LED element 5 is mounted on the upper surface of the substrate 1, and the LED element 5 is electrically connected to the metal member 1b through conductive joints 6 and 7.
  • a reflecting member 2 having a reflecting surface 2b is formed on the upper surface of the substrate 1, a reflecting member 2 having a reflecting surface 2b is formed.
  • the LED package 10 may form a transparent member 3 on the top to concentrate the light from the LED element 5 upward, or include a phosphor therein to convert the light from the LED 5 into wavelengths. Can be.
  • the LED element 5 emits light and simultaneously emits heat, and the heat is emitted to the outside through the metal member 1b of the substrate 1. Not only thermal conductivity but also its size is important for dissipating heat. However, since the metal member 1b of the substrate 1 is fixed through the resins 1a and 1c, an area capable of dissipating heat as much as the portion where the resins 1a and 1c are formed is sacrificed. In addition, since the plurality of metal members 1b are integrated with the substrate 1 through the resins 1a and 1c and the reflective member 2 must be separately formed on the upper surface of the substrate 1, it is difficult to manufacture the LED package. have.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the structurally complicated heat dissipation structure such as a metal member or a reflective member, and to manufacture the LED element in direct contact with the thermoelectric element, Disclosed is an LED package having a thermoelectric element capable of directly radiating heat generated from an LED element to be emitted by using a thermoelectric element, and a manufacturing method thereof.
  • the present invention provides an LED package having a thermoelectric element.
  • thermoelectric element may include a thermoelectric element stacked on a circuit board and the circuit board and dissipating heat from above, and an LED element stacked on top of the thermoelectric element, and different from the LED element and the thermoelectric element. And connecting means for independently energizing a type of electrode to the circuit board.
  • thermoelectric element is stacked on the circuit board, a plurality of P-type thermoelectric semiconductors are mounted on the upper side, and a high thermal conductivity is formed on the upper surface of the P-type metal pad for electrically connecting the plurality of P-type thermoelectric semiconductors
  • a plurality of N-type thermoelectric semiconductors are disposed on an upper portion of the first insulating substrate and the first insulating substrate, and are positioned between the plurality of P-type thermoelectric semiconductors at a lower end thereof.
  • a second insulating substrate made of a high thermally conductive material on which an N-type metal pad electrically connecting the thermoelectric semiconductors is formed.
  • the LED device includes an N-type electrode layer stacked on top of the second insulating substrate, an active layer stacked on top of the N-type electrode layer, and a P-type electrode layer stacked on top of the active layer.
  • the first insulating substrate and the second insulating substrate are disposed parallel to each other along a horizontal line, and are arranged to be offset from each other along a vertical line, and the width of the N-type electrode layer is wider than the width of the P-type electrode layer. Can be formed.
  • connection means may include a first P-type electrode pad formed on an upper surface of the circuit board and a second P-type electrode pad formed on an upper surface of the first insulating substrate and electrically connected to the P-type thermoelectric semiconductors. And a third P-type electrode pad formed on an upper surface of the P-type electrode layer, a first N-type electrode pad formed on an upper surface of the circuit board, and an N-type thermoelectric semiconductor formed on an upper surface of the second insulating substrate.
  • the first insulating substrate and the second insulating substrate may be disposed parallel to each other along a horizontal line and a vertical line, and the width of the N-type electrode layer may be formed to be wider than the width of the P-type electrode layer.
  • the connecting means may include a P-type electrode pad formed on a lower surface of the first insulating substrate, and a first via hole penetrating the LED element and the thermoelectric element to connect the P-type electrode layer and the P-type thermoelectric semiconductor.
  • a second via hole penetrating the LED element and the thermoelectric element to connect the N-type electrode layer and the N-type thermoelectric semiconductor, and the N-type electrode layer, the N-type thermoelectric semiconductor, and the N-type electrode pad through the second via hole. It has a second conductor for electrically connecting the
  • Each of the P-type electrode pad and the N-type electrode pad is preferably soldered to each other on the circuit board through solder balls.
  • the present invention provides a method of manufacturing an LED package.
  • a P-type thermoelectric semiconductor is formed on one sheet of first insulating substrate, an N-type thermoelectric semiconductor is formed on two sheets of second insulating substrate, and one of the two sheets of second insulating substrates is formed.
  • an LED device an LED element is formed on a surface opposite to a surface on which an N-type thermoelectric semiconductor is formed, and the two second insulating substrates are bonded to each other, and the first insulating substrate and the two second insulating substrates are bonded to each other. Bonding to form a thermoelectric element.
  • thermoelectric semiconductor is formed on the first insulating substrate
  • N-type thermoelectric semiconductor is formed on the second insulating substrate
  • the first insulating substrate and the second insulating substrate are joined to each other to form a thermoelectric element.
  • An LED device may be formed using an insulating substrate, and the thermoelectric device may be bonded to the LED device.
  • the bonding may be made by either direct bonding, ultrasonic bonding or bonding agent application.
  • thermoelectric element a P-type thermoelectric semiconductor is formed on the first insulating substrate, an N-type thermoelectric semiconductor is formed on the second insulating substrate, and the first insulating substrate and the second insulating substrate are joined to each other to form a thermoelectric element. Bonding the thermoelectric element to the circuit board using either wire bonding or solder balls, bonding the LED element to the top of the thermoelectric element, forming a lens in a mold base surrounding the LED element, and enclosing the lens.
  • the encapsulant of either phosphor or silicon may be applied to the inner space of the mold base.
  • thermoelectric element a P-type thermoelectric semiconductor is formed on the first insulating substrate, an N-type thermoelectric semiconductor is formed on the second insulating substrate, and the first insulating substrate and the second insulating substrate are joined to each other to form a thermoelectric element. Bonding an LED element on top of the thermoelectric element, simultaneously bonding the thermoelectric element and the LED element to a circuit board using either wire bonding or solder balls, forming a lens on a mold base surrounding the LED element, and forming the lens An encapsulant of either phosphor or silicon may be applied to the inner space of the mold base to be surrounded by the furnace.
  • the circuit board is made of any one of a metal core or FR4, and preferably formed in a ring shape.
  • the circuit board is prepared with two circuit boards made of any one of a metal core or FR4, pads are formed on one of the two circuit boards, and the other board has a circular or polygonal shape. It may be formed by any one, and may be made by bonding the two circuit boards.
  • the present invention improves the structurally complicated heat dissipation structure of the metal member or the reflective member, and manufactures the LED element to be in direct contact with the thermoelectric element, so that the heat generated by the LED element to be emitted directly to the outside using the thermoelectric element It is effective to dissipate heat.
  • thermoelectric element of the present invention is a view showing a first embodiment of an LED package having a thermoelectric element of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a second embodiment of the LED package having a thermoelectric element of the present invention.
  • Figure 3 is a result showing the results of measuring the temperature generated from the LED element under various conditions.
  • thermoelectric element of the present invention it will be described an LED package having a thermoelectric element of the present invention.
  • an LED package according to the present invention includes a circuit board 100, a thermoelectric element 200 stacked on the circuit board 100 to emit heat from above, and the thermoelectric element 200.
  • LED elements 300 stacked on top of each other, and connecting means for independently energizing different types of electrodes of the LED element 300 and the thermoelectric element 200 to the circuit board 100 independently.
  • the circuit board 100 mentioned above is a substrate on which the LED elements 300 are mounted, and is preferably made of a metal substrate such as aluminum.
  • thermoelectric element 200 is disposed on the upper end of the circuit board 100 so as to be stacked.
  • thermoelectric element 200 serves to discharge heat generated from one side through the other side.
  • thermoelectric element 200 is provided with high thermal conductivity first and second insulating substrates 210 and 220 such as silicon, and P and N-type thermoelectric semiconductors 230 and 240 are interposed therebetween.
  • the P-type thermoelectric semiconductors 230 are mounted on the upper surface of the first insulating substrate 210 at a predetermined interval.
  • a second P-type metal pad P2 may be provided on an upper surface of the first insulating substrate 210 to electrically connect the P-type thermoelectric semiconductors 230 to each other and to be connected to the outside.
  • N-type thermoelectric semiconductors 240 are mounted on the bottom surface of the second insulating substrate 220 at a predetermined interval. At this time, the mounting positions of the P-type and N-type thermoelectric semiconductors 230 and 240 are preferably positions that can form a position where they are arranged to cross each other. In addition, a second N-type electrode pad N2 may be provided on an upper surface of the second insulating substrate 220 to electrically connect the P-type and N-type thermoelectric semiconductors 230 and 240 to each other.
  • the first insulating substrate 210 and the second insulating substrate 220 may be bonded to each other so that the P-type and N-type thermoelectric semiconductors 230 and 240 may cross each other.
  • the lower surface of the first insulating substrate 210 is disposed on the upper surface of the circuit board 100.
  • thermoelectric element 200 may be stacked on the circuit board 100.
  • first insulating substrate 210 and the second insulating substrate 220 according to the present invention are disposed parallel to each other along the horizontal line, and are arranged to be offset from each other along the vertical line.
  • each of the first insulating substrate 210 and the second insulating substrate 220 is disposed to protrude to one side.
  • the first insulating substrate 210 protrudes to the left
  • the second P-type electrode pad P2 may be provided on an upper surface of the protruding portion to be exposed upward.
  • the second insulating substrate 220 may protrude to the right side, and the second N-type metal pad N2 may be disposed on an upper surface of the protruding portion, thereby being exposed upward.
  • the second P-type and second N-type electrode pads P2 and N2 are provided on the upper surfaces of the first and second insulating substrates 210 and 220, but they are the first and second insulating substrates 210 and 220. May be selectively formed on the lower surface or the side surface. Therefore, it is possible to actively cope with the demands of the process design at the time of wire bonding.
  • the LED element 300 is disposed on the upper surface of the thermoelectric element 200 configured as described above.
  • the LED device 300 includes an N-type electrode layer 310 stacked on the top of the second insulating substrate 220, an active layer 320 stacked on the top of the N-type electrode layer 310, and the active layer 320. It is composed of a P-type electrode layer 330 stacked on the top.
  • the width of the N-type electrode layer 310 may be formed to be a predetermined width wider than the width of the P-type electrode layer 330.
  • the P-type electrode layer 330 may be formed to have the same width as the active layer 320.
  • the LED element 300, the thermoelectric element 200, and the circuit board 100 are electrically connected to each other by connection means.
  • connection means is formed on the first P-type electrode pad P1 formed on the upper surface of the circuit board 100 and the upper surface of the first insulating substrate 210 to electrically connect the P-type thermoelectric semiconductors 230.
  • the it may be composed of a second bonding wire (W2).
  • the LED element 300 is directly stacked on the upper end of the thermoelectric element 200, so that heat generated from the light emission of the LED element 300 flows into the second insulating substrate 220 side of the thermoelectric element 200. And the heat dissipation to the circuit board 100 through the first insulating substrate 210. That is, the LED element 300 in the present application is disposed in direct contact with the thermoelectric element 200 that always performs a heat radiating function, thereby realizing heat radiation in real time inside the encapsulant 401.
  • the widths of the first and second insulating substrates 210 and 220 of the thermoelectric element 200 are formed to be wider than a width of the LED element 300, thereby increasing the width of the LED element 300. Heat may be absorbed to the side region of the heat sink to efficiently radiate heat to the outside through the second insulating substrate 220.
  • the LED package according to the present invention includes a circuit board 100, a thermoelectric device 200 ′ stacked on the circuit board 100 to emit heat from above, and the thermoelectric device 200.
  • LED element 300 stacked on top of the '), and connecting means for independently energizing different types of electrodes of the LED element 300 and the thermoelectric element 300 to the circuit board 100 independently.
  • thermoelectric element 200 ′ and the LED element 300 in the second embodiment may be substantially the same as the first embodiment.
  • first insulating substrate 210 ′ and the second insulating substrate 220 ′ are disposed in parallel with each other along a horizontal line and a vertical line, and the width of the N-type electrode layer 310 of the LED element 300 is P. It may be formed to be a predetermined width wider than the width of the type electrode layer 330.
  • connection means may include the P-type electrode pad PD formed on the bottom surface of the first insulating substrate 210 ', and the P-type electrode layer 330 and the P-type thermoelectric semiconductor 230' to be connected to each other.
  • a first lead (not shown) electrically connecting the P-type electrode pad PD, an N-type electrode pad ND formed on a lower surface of the first insulating substrate 210 ', and the N-type electrode layer.
  • a second conductive line (not shown) electrically connecting the N-type electrode layer 310, the N-type thermoelectric semiconductor 240 ′, and the N-type electrode pad ND is provided.
  • the first and second wires may be separate wires, but may be a plating layer formed on the inner walls of each via hole VH1 and VH2 or a plating material filled in the via holes VH1 and VH2.
  • Each of the P-type electrode pad PD and the N-type electrode pad ND may be soldered through solder balls S to different contacts on the circuit board 100.
  • the P-type electrode layer 330 and the P-type thermoelectric semiconductor 230 ' are formed through the first and second via holes VH1 and VH2 without using wire bonding as shown in the first embodiment.
  • the N-type electrode layer 310 and the N-type thermoelectric semiconductor 240 ′ may be connected to the N-type electrode pad ND.
  • the P-type and N-type electrode pads PD and ND are independently soldered to the contacts of the circuit board 100 through the solder balls S to directly connect the LED elements 300 to the thermoelectric elements 200 ′. ) Can be easily soldered to the circuit board 100.
  • the LED element 300 is stacked on the upper surface of the thermoelectric element 200 ′ so that the heat generated from the light emission of the LED element 300 is transferred to the second insulating substrate 220 ′ of the thermoelectric element. ) And radiates to the circuit board through the first insulating substrate 210 ′. That is, the LED element 300 in the present application is disposed in direct contact with the thermoelectric element 200 'which always functions as a heat dissipation, and thus heat dissipation may be performed in real time inside the encapsulant 401.
  • the present invention can improve the thermal problem of the LED elements 300.
  • FIG. 3 shows temperature change results for the case where the thermoelectric element is in contact with the heat sink, when the thermoelectric element is in contact with the circuit board, and when the thermoelectric element is not used.
  • thermoelectric element is in contact with the heat sink, it is determined that the thermal problem of the LED (LED) lighting can be solved somewhat, but the temperature of the LED barrier chip (300, or LED element) is 71.2 degrees Celsius It can be seen that.
  • thermoelectric element is in contact with the circuit board, and not only solve the thermal problem of the LED lighting, but also to achieve a temperature of the LED barrier chip 300 to 64.21 °C, and effectively improve the life of the LED lighting product Can be.
  • thermoelectric element shows a case in which the thermoelectric element is not used, and the overall temperature of the LED barrier chip 300 is not cooled and exceeds 71.2 ° C.
  • thermoelectric element and the LED element 300 directly contact as in the present invention. Arrangement can improve the lifetime of an LED element.
  • thermoelectric semiconductor 230 is formed on one sheet of the first insulating substrate 210.
  • the N-type thermoelectric semiconductor 240 is formed on the two second insulating substrates 220.
  • the LED device 300 is formed on the opposite side of the surface on which the N-type thermoelectric semiconductor 240 is formed by using one of the two second insulating substrates 220.
  • thermoelectric element 300 The two sheets of second insulating substrates 220 are bonded to each other, and the first insulating substrate 210 and the two sheets of second insulating substrates 220 are bonded to each other to form a thermoelectric element 300.
  • the P-type thermoelectric semiconductor 230 is formed on the first insulating substrate 210
  • the N-type thermoelectric semiconductor 240 is formed on the second insulating substrate 220
  • the first insulating substrate 210 is formed.
  • the second insulating substrate 220 may be bonded to each other to form a thermoelectric element 200.
  • the LED device 300 may be formed using another insulating substrate, and the thermoelectric device 200 and the LED device 300 may be bonded to each other.
  • the bonding can be either direct bonding, ultrasonic bonding or binder application.
  • thermoelectric semiconductor 230 is formed on the first insulating substrate 210
  • N-type thermoelectric semiconductor 240 is formed on the second insulating substrate 220
  • first insulating substrate 210 and the second insulating substrate 220 may be bonded to each other to form a thermoelectric element 200
  • the thermoelectric element 200 may be bonded to the circuit board 100 using either wire bonding or solder balls.
  • the bonding method is as described above.
  • the LED element 300 is bonded to the thermoelectric element 200, and the lens base is formed on the mold base surrounding the LED element 300, and the mold base is surrounded by the lens 400.
  • the encapsulant 401 of either phosphor or silicon may be applied to the inner space of the phosphor.
  • thermoelectric semiconductor 230 is formed on the first insulating substrate 210
  • N-type thermoelectric semiconductor 240 is formed on the second insulating substrate 220
  • first insulating substrate 210 and the second insulating substrate 220 may be bonded to each other to form a thermoelectric element 200
  • the LED element 300 may be bonded to an upper end of the thermoelectric element 200.
  • thermoelectric element 200 and the LED element 300 may be simultaneously bonded to the circuit board 100 using any one of wire bonding or solder balls.
  • a lens 400 is formed on a mold base that surrounds the LED element 300, and an encapsulant 401 of either phosphor or silicon is disposed in an inner space of the mold base that is surrounded by the lens 400. It can be applied.
  • the circuit board 100 is made of any one of a metal core or FR4, it is preferably formed in a ring shape.
  • the circuit board 100 is prepared with two circuit boards made of any one of a metal core or FR4, pads are formed on any one of the two circuit boards, and the other board is circular or polygonal. It may be formed in any one of shapes, and by joining the two circuit boards.
  • Reference numeral 400 denotes a lens.
  • the present invention can be used in the field of manufacturing LED package.

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Abstract

본 발명은 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지를 제공한다. 상기 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지는 회로 기판과 상기 회로 기판 상에 적층되어 상부의 열을 하부로 방출하는 열전 소자와 상기 열전 소자의 상단에 적층되는 엘이디 소자 및 상기 엘이디 소자와 상기 열전 소자의 서로 다른 타입의 전극을 독립적으로 상기 회로 기판에 통전시키는 접속 수단을 포함한다. 따라서, 본 발명은 금속 부재 또는 반사 부재 등의 구조적으로 복잡한 방열 구조를 개선하고, 엘이디 소자를 열전 소자와 직접적으로 접촉되도록 제조함으로써, 발광되는 엘이디 소자로부터 발생되는 열을 열전 소자를 사용하여 직접적으로 외부로 방열시킬 수 있다.

Description

열전 소자를 갖는 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법
본 발명은 엘이디 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘이디 소자를 열전 소자와 직접적으로 접촉되도록 제조함으로써, 발광되는 엘이디 소자로터 발생되는 열을 열전 소자를 사용하여 직접적으로 외부로 방열시킬 수 있는 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 엘이디(이하, 엘이디 라고도 함)는 공해를 유발하지 않는 친환경성 광원으로 다양한 분야에서 주목받고 있다. 최근 들어, 엘이디의 사용범위가 실내외 조명, 자동차 헤드라이트, 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(Back-Light Unit:BLU) 등 다양한 분야로 확대됨에 따라, 엘이디의 고효율 및 우수한 열 방출 특성이 필요하게 되었다. 고효율의 엘이디를 얻기 위해서는 일차적으로 엘이디의 재료 또는 구조를 개선하여야 되지만, 이외에도 엘이디 패키지의 구조 및 그에 사용되는 재료 등도 개선할 필요가 있다.
이와 같은 고효율의 엘이디에서는 고온의 열이 발생되며, 엘이디 패키지에서는 엘이디에서 발생되는 고온의 열을 효과적으로 방출하지 못하면, 엘이디의 온도가 높아져서 엘이디의 특성이 열화되고, 이에 따라, 엘이디의 수명이 줄어들게 된다. 따라서, 고효율 엘이디 패키지에 있어서, 엘이디로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시키고자 하는 노력이 진행되고 있다. 엘이디 패키지의 방열특성을 개선하기 위해, 일본재공표특허 WO2002/089219호는 절연체에 둘러싸인 전극을 갖는 관통공에 의해 분리된 금속 기판을 엘이디 패키지 기판으로 사용하는 기술을 개시하고 있다. 또한, 일본특허공개공보 제2005-210057호는, 절연수지 및 분리된 복수의 금속부재를 일체화하여 엘이디 패키지 기판으로 사용하는 기술을 개시하고 있다.
대한민국 특허 등록 번호 10-0703218의 도1에는 종래의 엘이디 패키지의 개략적인 구조를 보여주고 있다. 종래의 엘이디 패키지(10)는 복수의 금속부재(1b), 상기 금속부재(1b) 사이에 형성된 수지(1a) 및 상기 금속부재(1b)를 고정하는 수지(1c)로 일체화된 기판(1)을 포함한다. 상기 기판(1)의 상면에는 엘이디소자(5)가 실장되며, 상기 엘이디 소자(5)는 도전성 접합물(6,7)을 통해 상기 금속부재(1b)에 전기적으로 연결된다. 상기 기판(1)의 상면에는 반사면(2b)를 갖는 반사부재(2)가 형성된다. 상기 엘이디 패키지(10)는 상부에 투명부재(3)를 형성하여 상기 엘이디 소자(5)로부터의 광을 상향으로 집중하거나, 내부에 형광체를 포함하여 상기 엘이디(5)로부터의 광을 파장변환할 수 있다.
상기 엘이디 소자(5)는 광을 방출하는 동시에 열을 방출하게 되는데, 방출되는 열은 상기 기판(1)의 금속부재(1b)를 통하여 외부로 방출된다. 열을 방출하기 위해서는 열 전도도뿐만 아니라 그 크기도 중요하다. 하지만, 상기 기판(1)의 금속부재(1b)는 수지(1a, 1c)를 통하여 고정되기 때문에, 상기 수지(1a, 1c)가 형성된 부분만큼 열을 방출할 수 있는 면적이 희생된다. 또한, 복수의 금속부재(1b)는 수지(1a, 1c)를 통하여 기판(1)으로 일체화하며 기판(1) 상면에 반사부재(2)를 따로 형성하여야하기 때문에 엘이디 패키지의 제조가 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 금속 부재 또는 반사 부재 등의 구조적으로 복잡한 방열 구조를 개선하고, 엘이디 소자를 열전 소자와 직접적으로 접촉되도록 제조함으로써, 발광되는 엘이디 소자로터 발생되는 열을 열전 소자를 사용하여 직접적으로 외부로 방열시킬 수 있는 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법을 제공함에 있다.
일 양태 있어서, 본 발명은 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지를 제공한다.
상기 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지는 회로 기판과 상기 회로 기판 상에 적층되어 상부의 열을 하부로 방출하는 열전 소자와 상기 열전 소자의 상단에 적층되는 엘이디 소자 및 상기 엘이디 소자와 상기 열전 소자의 서로 다른 타입의 전극을 독립적으로 상기 회로 기판에 통전시키는 접속 수단을 포함한다.
여기서, 상기 열전 소자는, 상기 회로 기판 상에 적층되며, 상단에 다수의 P형 열전 반도체들이 실장되고, 상면에 상기 다수의 P형열전 반도체들을 전기적으로 연결하는 P형 금속 패드가 형성되는 고열 전도성 재질의 제 1절연 기판과, 상기 제 1절연 기판의 상부에 배치되며, 하단에 상기 다수의 P형 열전 반도체들의 사이에 위치되도록 다수의 N형 열전 반도체들이 실장되고, 하면에 상기 다수의 N형 열전 반도체들을 전기적으로 연결하는 N형 금속 패드가 형성되는 고열 전도성 재질의 제 2절연 기판을 구비한다.
또한, 상기 엘이디 소자는, 상기 제2절연 기판의 상단에 적층되는 N형 전극층과, 상기 N형 전극층의 상단에 적층되는 활성층과, 상기 활성층의 상단에 적층되는 P형 전극층을 구비한다.
여기서, 상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판은 수평선상을 따라 서로 평행하게 배치되되, 수직선상을 따라 서로 어긋나게 배치되고, 상기 N형 전극층의 폭은 상기 P형 전극층의 폭 보다 일정 폭 넓게 형성될 수 있다.
이러한 경우, 상기 접속 수단은, 상기 회로 기판의 상면에 형성되는 제 1 P형 전극 패드와, 상기 제 1절연 기판 상면에 형성되어 상기 P형 열전 반도체들과 전기적으로 연결되는 제 2 P형 전극 패드와, 상기 P형전극층의 상면에 형성되는제 3 P형 전극 패드와, 상기 회로 기판의 상면에 형성되는 제 1 N형 전극 패드와, 상기 제 2절연 기판 상면에 형성되어 상기 N형 열전 반도체들과 전기적으로 연결되는 제 2 N형 전극 패드와, 상기 N형 전극층의 상면에 형성되는 제 3 N형 전극 패드와, 상기 제 1 P형 전극 패드와, 상기 제 2 P형 전극 패드 및 상기 제 3 P형 전극 패드를 전기적으로 연결하는 제 1본딩 와이어와, 상기 제 1 N형 전극 패드와, 상기 제 2 N형 전극 패드 및 상기 제 3 N형 전극 패드를 전기적으로 연결하는 제 2본딩 와이어를 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판은 수평선상 및 수직선상을 따라 서로 평행하게 배치되고, 상기 N형 전극층의 폭은 상기 P형 전극층의 폭 보다 일정 폭 넓게 형성될 수도 있다.
이러한 경우, 상기 접속 수단은, 상기 제 1절연 기판의 하면에 형성되는 P형 전극 패드와, 상기 P형 전극층과 상기 P형 열전 반도체가 연결되도록 상기 엘이디 소자와 상기 열전 소자를 관통하는 제 1비아홀과, 상기 제 1비아홀을 통하여 상기 P형전극층과 상기 P형 열전 반도체 및 상기 P형 전극 패드를 전기적으로 연결하는 제 1도선과, 상기 제 1절연 기판의 하면에 형성되는 N형 전극 패드와, 상기 N형 전극층과 상기 N형 열전 반도체가 연결되도록 상기 엘이디 소자와 상기 열전 소자를 관통하는 제 2비아홀과, 상기 제 2비아홀을 통하여 상기 N형 전극층과 상기 N형열전 반도체 및 상기 N형 전극 패드를 전기적으로 연결하는 제 2도선을 구비하되,
상기 P형 전극 패드 및 상기 N형 전극 패드 각각은 상기 회로 기판 상의 서로 다른 접점에 솔더볼을 통하여 솔더링되는 것이 바람직하다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 엘이디 패키지 제조 방법을 제공한다.
상기 엘이디 패키지 제조 방법은 한 장의 제 1절연 기판에 P형 열전 반도체를 형성하고, 두 장의 제 2절연 기판에 N형 열전 반도체를 형성하고, 상기 두 장의 제 2절연 기판들 중 어느 한 장의 기판을 사용하여, N형 열전 반도체가 형성되는 면의 반대면에 엘이디 소자를 형성하고, 상기 두 장의 제 2절연 기판들을 서로 접합하고, 상기 제 1절연 기판과 상기 서로 접합되는 두 장의 제 2절연 기판을 접합하여 열전 소자를 형성한다.
또한, 제 1절연 기판에 P형 열전 반도체를 형성하고, 제 2절연 기판에 N형 열전 반도체를 형성하고, 상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판을 서로 접합하여 열전 소자를 형성하고, 다른 절연 기판을 사용하여 엘이디 소자를 형성하고, 상기 열전 소자와 상기 엘이디 소자를 접합할 수 있다.
여기서, 상기 접합은 다이렉트 본딩 또는 초음파 접합또는 접합제 도포 중 어느 하나로 이루는 것이 좋다.
또한, 제 1절연 기판에 P형 열전 반도체를 형성하고, 제 2절연 기판에 N형 열전 반도체를 형성하고, 상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판을 서로 접합하여 열전 소자를 형성하고, 상기 열전 소자를 회로 기판에 와이어 본딩 또는 솔더볼 중 어느 하나를 사용하여 접합하고, 상기 열전 소자 상단에 엘이디 소자를 접합하고, 상기 엘이디 소자를 에워싸는 몰드 베이스에 렌즈를 형성하고, 상기 렌즈로 에워싸여지는 상기 몰드 베이스의 내부 공간에 형광체 또는 실리콘 중 어느 하나의 봉지재를 도포할 수 있다.
또한, 제 1절연 기판에 P형 열전 반도체를 형성하고, 제 2절연 기판에 N형 열전 반도체를 형성하고, 상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판을 서로 접합하여 열전 소자를 형성하고, 상기 열전 소자 상단에 엘이디 소자를 접합하고, 상기 열전 소자와 상기 엘이디 소자를 회로 기판에 와이어 본딩 또는 솔더볼 중 어느 하나를 사용하여 동시에 접합하고, 상기 엘이디 소자를 에워싸는 몰드 베이스에 렌즈를 형성하고, 상기 렌즈로 에워싸여지는 상기 몰드 베이스의 내부 공간에 형광체 또는 실리콘 중 어느 하나의 봉지재를 도포할 수 있다.
여기서, 상기 회로 기판은, 메탈 코어 또는 FR4 중 어느 하나로 이루고, 링형상으로 형성되는 것이 좋다.
또한, 상기 회로 기판은, 메탈 코어 또는 FR4 중 어느 하나로 이루어지는 두 장의 회로 기판으로 준비하고, 상기 두 장의 회로 기판 중 어느 하나의 회로 기판에는 패드를 형성하고, 다른 하나의 기판은 원형 혹은 다각형 모양 중 어느 하나로 형성하고, 상기 두 장의 회로 기판을 접합하여 이루어질 수도 있다.
본 발명은 금속 부재 또는 반사 부재 등의 구조적으로 복잡한 방열 구조를 개선하고, 엘이디 소자를 열전 소자와 직접적으로 접촉되도록 제조함으로써, 발광되는 엘이디 소자로터 발생되는 열을 열전 소자를 사용하여 직접적으로 외부로 방열시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지의 제 1실시예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지의 제 2실시예를 보여주는 도면이다.
도 3은 다양한 조건에서 엘이디 소자로부터 발생되는 온도를 측정한 결과를 보여주는 결과들이다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여, 본 발명의 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지를 설명하도록 한다.
<제 1실시예>
도 1을 참조 하면, 본발명의 엘이디 패키지는 회로 기판(100)과, 상기 회로 기판(100) 상에 적층되어 상부의 열을 하부로 방출하는 열전 소자(200)와, 상기 열전 소자(200)의 상단에 적층되는 엘이디 소자(300)와, 상기 엘이디 소자(300)와 상기 열전 소자(200)의 서로 다른 타입의 전극을 독립적으로 상기 회로 기판(100)에 통전시키는 접속 수단을 구비한다.
상기에 언급되는 회로 기판(100)은 엘이디 소자들(300)이 실장되는 기판으로서, 알루미늄과 같은 금속 재질의 기판으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 회로 기판(100)의 상단에는 열전 소자(200)가 적층되도록 배치된다.
상기 열전 소자(200)는 일측으로부터 발생하는 열을 타측을 통하여 방출하는 역할을 한다.
상기 열전 소자(200)는 실리콘과 같은 고열전도성의 제 1,2절연 기판(210,220)이 마련되고, 이들 사이에 P 및 N형의 열전 반도체들(230,240)이 서로 교차 배치된다.
상세하게, 제 1절연 기판(210)의 상면에는 P형 열전 반도체들(230)이 일정 간격을 이루어 실장된다. 그리고, 상기 제 1절연 기판(210)의 상면에는 상기 P형 열전 반도체들(230)을 서로 전기적으로 연결하며 외부와 접속될 수 있는 제 2 P형 금속 패드(P2)가 마련된다.
상기 제 2절연 기판(220)의 하면에는 N형 열전 반도체들(240)이 일정 간격을 이루어 실장된다. 이때, 상기 P형 및 N형 열전 반도체(230,240)의 실장 위치는 이들이 서로 교차되어 배치되는 위치를 이룰 수 있는 위치인 것이 좋다. 그리고, 상기 제 2절연 기판(220)의 상면에는 상기 P형 및N형 열전 반도체들(230,240)을 서로 전기적으로 연결하며 외부와 접속될 수 있는 제 2 N형 전극 패드(N2)가 마련된다.
여기서, 상기 제 1절연 기판(210)과 제 2절연 기판(220)은 P형및 N형 열전 반도체들(230,240)이 서로 교차 배치될 수 있도록 서로 접착될 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상기 제 1절연 기판(210)의 하면은 회로 기판(100)의 상면에 배치된다.
따라서, 본 발명에 따르는 열전 소자(200)는 회로 기판(100) 상에 적층될 수 있다.
특히, 본 발병에 따르는 제 1절연 기판(210)과 상기 제 2절연 기판(220)은 수평선상을 따라 서로 평행하게 배치됨과 아울러, 수직선상을 따라 서로 어긋나게 배치된다.
즉, 상기 제 1절연 기판(210)과 제 2절연 기판(220) 각각은 일측으로 돌출되도록 배치되며, 따라서, 도 1에 보여 지는 바와 같이, 제 1절연 기판(210)은 좌측으로 돌출되고, 상기 돌출되는 부분의 상면에 제 2 P형 전극 패드(P2)가 마련됨으로써 상방으로 노출될 수 있다.
또한, 제 2절연 기판(220)은 우측으로 돌출되고, 상기 돌출되는 부분의 상면에 제 2 N형 금속 패드(N2)가 마련됨으로써, 상방으로 노출될 수 있다.
상기에서는 제 2 P형 및 제 2 N형의 전극 패드(P2,N2)가 제 1,2절연 기판(210,220)의 상면에 마련되는 것을 일 예로 설명하였으나, 이들은 제 1,2절연 기판(210,220)의 하면 또는 측면에 선택적으로 형성되어 질 수도 있다. 따라서, 와이어 본딩 시의 공정 설계의 요구에 능동적으로 대처할 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 열전 소자(200)의 상면에는 엘이디 소자(300)가 배치된다.
상기 엘이디 소자(300)는 상기 제2절연 기판(220)의 상단에 적층되는 N형전극층(310)과, 상기 N형 전극층(310)의 상단에 적층되는 활성층(320)과, 상기 활성층(320)의 상단에 적층되는 P형 전극층(330)으로 구성된다.
특히, 상기 N형 전극층(310)의 폭은 상기 P형 전극층(330)의 폭 보다 일정 폭 넓게 형성될 수 있다. 또한, 상기 P형 전극층(330)은 활성층(320)과 폭이 동일하게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에서의 엘이디 소자(300)와 열전 소자(200) 및 회로 기판(100)은 접속 수단에 의하여 서로 전기적으로 연결된다.
상기 접속 수단은 상기 회로 기판(100)의 상면에 형성되는 제 1 P형 전극 패드(P1)와, 상기 제 1절연 기판(210) 상면에 형성되어 상기 P형 열전 반도체들(230)과 전기적으로 연결되는 제 2 P형 전극 패드(P2)와, 상기 P형 전극층(310)의 상면에 형성되는제 3 P형 전극 패드(P3)와, 상기 회로 기판(100)의 상면에 형성되는 제 1 N형 전극 패드(N1)와, 상기 제 2절연 기판(220) 상면에 형성되어 상기 N형 열전 반도체들(240)과 전기적으로 연결되는 제 2 N형 전극 패드(N2)와, 상기 N형 전극층(330)의 상면에 형성되는 제 3 N형 전극 패드(N3)와, 상기 제 1 P형 전극 패드(P1)와, 상기 제 2 P형 전극 패드(P2) 및 상기 제 3 P형 전극 패드(P3)를 전기적으로 연결하는 제 1본딩 와이어(W1)와, 상기 제 1 N형 전극 패드(N1)와, 상기 제 2 N형 전극 패드(N2) 및 상기 제3 N형 전극 패드(N3)를 전기적으로 연결하는 제 2본딩 와이어(W2)로 구성될 수 있다.
본 발명에서는, 열전 소자(200)의 상단에 엘이디 소자(300)가 직접적으로 적층됨으로써, 엘이디 소자(300)의 발광으로부터 발생되는 열이 열전 소자(200)의 제 2절연 기판(220) 측으로 유입되어 제 1절연 기판(210)을 통하여 회로 기판(100)으로 방열되는 효과를 갖는다. 즉, 본원에서의 엘이디 소자(300)는 항상 방열 기능을 하는 열전 소자(200)와 직접적으로 접촉 배치됨으로써, 봉지재(401)의 내부에서 실시간으로 방열이 이루어질 수 있다.
이에 더하여, 도 1에 보여지는 바와 같이, 열전 소자(200)의 제 1,2절연 기판(210,220)의 폭은 엘이디 소자(300)의 폭보다 일정 폭 이상으로 넓게 형성됨으로써, 엘이디 소자(300)의 측부 영역으로 발산되는 열까지 흡수하여 제 2절연 기판(220)을 통하여 외부로 효율적으로 방열할 수도 있다.
<제 2실시예>
도 2를 참조 하면, 본발명의 엘이디 패키지는 회로 기판(100)과, 상기 회로 기판(100) 상에 적층되어 상부의 열을 하부로 방출하는 열전 소자(200')와, 상기 열전 소자(200')의 상단에 적층되는 엘이디 소자(300)와, 상기 엘이디 소자(300)와 상기 열전 소자(300)의 서로 다른 타입의 전극을 독립적으로 상기 회로 기판(100)에 통전시키는 접속 수단을 구비한다.
여기서, 제 2실시예에서의 열전 소자(200')와 엘이디 소자(300)는 제 1실시예와 실질적으로 동일할 수 있다. 다만, 제 1절연 기판(210')과 제 2절연 기판(220')은 수평선상 및 수직선상을 따라 서로 평행하게 배치되고, 엘이디 소자(300)의 N형 전극층(310)의 폭은 상기 P형 전극층(330)의 폭 보다 일정 폭 넓게 형성될 수 있다.
이러한 경우, 상기 접속 수단은 상기 제 1절연 기판(210')의 하면에 형성되는 P형 전극 패드(PD)와, 상기 P형 전극층(330)과 P형 열전 반도체(230')가 연결되도록 상기 엘이디 소자(300)와 상기 열전 소자(200')를 관통하는 제1비아홀(VH1)과, 상기 제 1비아홀(VH1)을 통하여 상기 P형 전극층(330)과 상기 P형 열전 반도체(230') 및 상기 P형 전극 패드(PD)를 전기적으로 연결하는 제 1도선(미도시)과, 상기 제1절연 기판(210')의 하면에 형성되는 N형전극 패드(ND)와, 상기 N형 전극층(ND)과 N형 열전 반도체(240')가 연결되도록 상기 엘이디 소자(300)와 상기 열전 소자(200')를 관통하는 제 2비아홀(VH2)과, 상기 제 2비아홀(VH2)을 통하여 상기 N형전극층(310)과 상기 N형 열전 반도체(240') 및 상기 N형 전극 패드(ND)를 전기적으로 연결하는 제 2도선(미도시)을 구비한다.
물론, 본 발명에서, 상기 제 1,2도선은 별도의 도선일 수도 있지만, 각 비아홀(VH1,VH2) 내벽에 형성되는 도금층 또는 비아홀(VH1,VH2) 내부에 채워지는 도금재일 수 있다.
그리고, 상기 P형 전극 패드(PD) 및 상기 N형 전극 패드(ND) 각각은 상기 회로 기판(100) 상의 서로 다른 접점에 솔더볼(S)을 통하여 솔더링될 수 있다.
제 2실시예에서는, 제 1실시예에서 보여지는 바와 같은 와이어 본딩을 사용하지 않고, 제 1,2비아홀(VH1,VH2)을 통하여 P형 전극층(330)과 P형 열전 반도체(230')를 P형 전극 패드(PD)에, 그리고, N형 전극층(310)과 N형열전 반도체(240')를 N형 전극 패드(ND)에 각각 연결시킬 수 있다. 그리고, 상기 P형 및 N형 전극 패드(PD,ND)를 독립적으로 회로 기판(100)의 접점에 솔더볼(S)을 통하여 솔더링함으로써, 열전 소자(200')와 직접적으로 접합되는 엘이디 소자(300)를 회로 기판(100)에 용이하게 솔더링 할 수 있다.
또한, 제 2실시예에서도 열전 소자(200')의 상단에 엘이디 소자(300)가 면 접촉되록 적층됨으로써, 엘이디 소자(300)의 발광으로부터 발생되는 열이 열전 소자의 제 2절연 기판(220')측으로 유입되어 제 1절연 기판(210')을 통하여 회로 기판으로 방열되는 효과를 갖는다. 즉, 본원에서의 엘이디 소자(300)는 항상 방열 기능을 하는 열전 소자(200')와 직접적으로 접촉 배치됨으로써, 봉지재(401)의 내부에서 실시간으로 방열이 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명에서의 제 1,2실시예서와 같이 엘이디 소자(300)를 열전 소자(200,200')에 면 접촉되도록 배치함으로써, 본 발명은 엘이디 소자(300)의 열적 문제를 개선할 수 있다.
도 3은 열전 소자가 히트 싱크와 접하는 경우와, 열전 소자가 회로 기판과 접하는 경우 및 열전 소자를 사용하지 않는 경우에 대한 온도 변화 결과를 보여주고 있다.
먼저, (a)는 열전 소자가 히트 싱크와 접하는 경우로서, 엘이디(LED) 조명의 열적 문제를 다소 해결은 할 수 있다고 판단되지만, 엘이디 베리어 칩(300, 또는 엘이디 소자)의 온도는 섭씨 71.2℃를 이루는 것을 알 수 있다.
(b)는 열전 소자가 회로 기판과 접하는 경우로서, 엘이디 조명의 열적 문제를 해결할 뿐 만 아니라, 엘이디 베리어 칩(300)의 온도를 64.21℃를 이루도록 하고, 엘이디 조명 제품의 수명을 효율적으로 향상시킬 수 있다.
(c)는 열전 소자를 사용하지 않는 경우로서, 전반적으로 엘이디 베리어 칩(300)의 온도를 냉각시키지 못하고, 71.2℃를 상회하는 결과를 보여주고 있다.
통상, 엘이디 소자(300)의 온도가 10℃상승 할 때, 엘이디 소자(300)의 수명이 10% 감소하는 것으로 보았을 경우에, 본 발명에서와 같이 열전 소자와 엘이디 소자(300)를 직접적으로 접촉 배치하는 경우가 엘이디 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
다음은, 본 발명의 엘이디 패키지 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 1을 참조 하면, 엘이디 패키지 제조 방법은 한 장의 제 1절연 기판(210)에 P형 열전 반도체(230)를 형성한다.
그리고, 두 장의 제 2절연 기판(220)에 N형 열전 반도체(240)를 형성한다.
상기 두 장의 제 2절연 기판들(220) 중 어느 한 장의 기판을 사용하여, N형 열전 반도체(240)가 형성되는 면의 반대면에 엘이디 소자(300)를 형성한다.
상기 두 장의 제 2절연 기판들(220)을 서로 접합하고, 상기 제 1절연 기판(210)과 상기 서로 접합되는 두 장의 제 2절연 기판(220)을 접합하여 열전 소자(300)를 형성한다.
또한, 본 발명에서는 제 1절연 기판(210)에 P형 열전 반도체(230)를 형성하고, 제 2절연 기판(220)에 N형 열전 반도체(240)를 형성하고, 상기 제 1절연 기판(210)과 상기 제 2절연 기판(220)을 서로 접합하여 열전 소자(200)를 형성할 수 있다.
그리고, 다른 절연 기판을 사용하여 엘이디 소자(300)를 형성하고, 상기 열전 소자(200)와 상기 엘이디 소자(300)를 접합할 수 있다.
상기의 두 실시에서, 상기 접합은 다이렉트 본딩 또는 초음파 접합 또는 접합제 도포 중 어느 하나로 이룰 수 있다.
한편, 제 1절연 기판(210)에 P형 열전 반도체(230)를 형성하고, 제 2절연 기판(220)에 N형 열전 반도체(240)를 형성하고, 상기 제 1절연 기판(210)과 상기 제 2절연 기판(220)을 서로 접합하여 열전 소자(200)를 형성하고, 상기 열전 소자(200)를 회로 기판(100)에 와이어 본딩 또는 솔더볼 중 어느 하나를 사용하여 접합할 수 있다. 상기 접합 방법은 상기에 기술한 바와 같다.
그리고, 상기 열전 소자(200) 상단에 엘이디 소자(300)를 접합하고, 상기 엘이디 소자(300)를 에워싸는 몰드 베이스에 렌즈(400)를 형성하고, 상기 렌즈(400)로 에워싸여지는 상기 몰드 베이스의 내부 공간에 형광체 또는 실리콘 중 어느 하나의 봉지재(401)를 도포할 수 있다.
또한, 제 1절연 기판(210)에 P형 열전 반도체(230)를 형성하고, 제 2절연 기판(220)에 N형 열전 반도체(240)를 형성하고, 상기 제 1절연 기판(210)과 상기 제 2절연 기판(220)을 서로 접합하여 열전 소자(200)를 형성하고, 상기 열전 소자(200) 상단에 엘이디 소자(300)를 접합할 수 있다.
그리고, 상기 열전 소자(200)와 상기 엘이디 소자(300)를 회로 기판(100)에 와이어 본딩 또는 솔더볼 중 어느 하나를 사용하여 동시에 접합할 수 있다.
이어, 상기 엘이디 소자(300)를 에워싸는 몰드 베이스에 렌즈(400)를 형성하고, 상기 렌즈(400)로 에워싸여지는 상기 몰드 베이스의 내부 공간에 형광체 또는 실리콘 중 어느 하나의 봉지재(401)를 도포할 수 있다.
여기서, 상기 회로 기판(100)은 메탈 코어 또는 FR4 중 어느 하나로 이루고, 링 형상으로 형성되는 것이 좋다.
또한, 상기 회로 기판(100)은 메탈 코어 또는 FR4 중 어느 하나로 이루어지는 두 장의 회로 기판으로 준비하고, 상기 두 장의 회로 기판 중 어느 하나의 회로 기판에는 패드를 형성하고, 다른 하나의 기판은 원형 혹은 다각형 모양 중 어느 하나로 형성하고, 상기 두 장의 회로 기판을 접합하여 이루어질 수도 있다.
상기의 미설명 부호 '400'은 렌즈이다.
본 발명은 LED패키지의 제조분야에 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 적층되어 상부의 열을 하부로 방출하는 열전 소자;
    상기 열전 소자의 상단에 적층되는 엘이디 소자; 및
    상기 엘이디 소자와 상기 열전 소자의 서로 다른 타입의 전극을 독립적으로 상기 회로 기판에 통전시키는 접속 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열전 소자는,
    상기 회로 기판 상에 적층되며, 상단에 다수의 P형 열전 반도체들이 실장되되는 고열 전도성 재질의 제 1절연 기판과, 상기 제 1절연 기판의 상부에 배치되며, 하단에 상기 다수의 P형 열전 반도체들의 사이에 위치되도록 다수의 N형 열전 반도체들이 실장되는 N형금속 패드가 형성되는 고열 전도성 재질의 제 2절연 기판을 구비하고,
    상기 엘이디 소자는,
    상기 제 2절연 기판의 상단에 적층되는 N형 전극층과, 상기 N형 전극층의 상단에 적층되는 활성층과, 상기 활성층의 상단에 적층되는 P형 전극층을 구비하는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판은 수평선상을 따라 서로 평행하게 배치되되, 수직선상을 따라 서로 어긋나게 배치되고,
    상기 N형 전극층의 폭은 상기 P형 전극층의 폭 보다 일정 폭 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 접속 수단은,
    상기 회로 기판의 상면에 형성되는 제 1 P형 전극 패드와, 상기 제 1절연 기판 상면에 형성되어 상기 P형 열전 반도체들과 전기적으로 연결되는 제 2 P형 전극 패드와, 상기 P형 전극층의 상면에 형성되는 제 3 P형 전극 패드와,
    상기 회로 기판의 상면에 형성되는 제 1 N형 전극 패드와, 상기 제 2절연 기판 상면에 형성되어 상기 N형 열전 반도체들과 전기적으로 연결되는 제 2 N형 전극 패드와, 상기 N형 전극층의 상면에 형성되는 제 3 N형 전극 패드와,
    상기 제 1 P형 전극 패드와, 상기 제 2 P형 전극 패드 및 상기 제 3 P형 전극 패드를 전기적으로 연결하는 제 1본딩 와이어와,
    상기 제 1 N형 전극 패드와, 상기 제 2 N형 전극 패드 및 상기 제 3 N형 전극 패드를 전기적으로 연결하는 제 2본딩 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판은 수평선상 및 수직선상을 따라 서로 평행하게 배치되되,
    상기 N형 전극층의 폭은 상기 P형 전극층의 폭 보다 일정 폭 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 접속 수단은,
    상기 제 1절연 기판의 하면에 형성되는 P형 전극 패드와, 상기 P형전극층과 상기 P형 열전 반도체가 연결되도록 상기 엘이디 소자와 상기 열전 소자를 관통하는 제1비아홀과, 상기 제 1비아홀을 통하여 상기 P형 전극층과 상기 P형 열전 반도체 및 상기 P형 전극 패드를 전기적으로 연결하는 제 1도선과,
    상기 제 1절연 기판의 하면에 형성되는 N형 전극 패드와, 상기 N형전극층과 상기 N형 열전 반도체가 연결되도록 상기 엘이디 소자와 상기 열전 소자를 관통하는 제 2비아홀과, 상기 제 2비아홀을 통하여 상기 N형 전극층과 상기 N형 열전 반도체 및 상기 N형 전극 패드를 전기적으로 연결하는 제 2도선을 구비하되,
    상기 P형 전극 패드 및 상기 N형 전극 패드 각각은 상기 회로 기판 상의 서로 다른 접점에 솔더볼을 통하여 솔더링되는 것을 특징으로 하는 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지.
  7. 한 장의 제 1절연 기판에 P형 열전 반도체를 형성하고,
    두 장의 제 2절연 기판에 N형 열전 반도체를 형성하고,
    상기 두 장의 제 2절연 기판들 중 어느 한 장의 기판을 사용하여, N형 열전 반도체가 형성되는 면의 반대면에 엘이디 소자를 형성하고,
    상기 두 장의 제 2절연 기판들을 서로 접합하고,
    상기 제 1절연 기판과 상기 서로 접합되는 두 장의 제 2절연 기판을 접합하여 열전 소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지 제조 방법.
  8. 제 1절연 기판에 P형 열전 반도체를 형성하고,
    제 2절연 기판에 N형 열전 반도체를 형성하고,
    상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판을 서로 접합하여 열전 소자를 형성하고,
    다른 절연 기판을 사용하여 엘이디 소자를 형성하고
    상기 열전 소자와 상기 엘이디 소자를 접합하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지 제조 방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 접합은 다이렉트 본딩 또는 초음파 접합 또는 접합제 도포 중 어느 하나로 이루는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지 제조 방법.
  10. 제 1절연 기판에 P형 열전 반도체를 형성하고,
    제 2절연 기판에 N형 열전 반도체를 형성하고,
    상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판을 서로 접합하여 열전 소자를 형성하고,
    상기 열전 소자를 회로 기판에 와이어 본딩 또는 솔더볼 중 어느 하나를 사용하여 접합하고,
    상기 열전 소자 상단에 엘이디 소자를 접합하고,
    상기 엘이디 소자를 에워싸는 몰드 베이스에 렌즈를 형성하고,
    상기 렌즈로 에워싸여지는 상기 몰드 베이스의 내부 공간에 형광체 또는 실리콘 중 어느 하나의 봉지재를 도포하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지 제조 방법.
  11. 제 1절연 기판에 P형 열전 반도체를 형성하고,
    제 2절연 기판에 N형 열전 반도체를 형성하고,
    상기 제 1절연 기판과 상기 제 2절연 기판을 서로 접합하여 열전 소자를 형성하고,
    상기 열전 소자 상단에 엘이디 소자를 접합하고,
    상기 열전 소자와 상기 엘이디 소자를 회로 기판에 와이어 본딩 또는 솔더볼 중 어느 하나를 사용하여 동시에 접합하고,
    상기 엘이디 소자를 에워싸는 몰드 베이스에 렌즈를 형성하고,
    상기 렌즈로 에워싸여지는 상기 몰드 베이스의 내부 공간에 형광체 또는 실리콘 중 어느 하나의 봉지재를 도포하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지 제조 방법.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 회로 기판은,
    메탈 코어 또는 FR4 중 어느 하나로 이루고, 링 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지 제조 방법.
  13. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 회로 기판은,
    메탈 코어 또는 FR4 중 어느 하나로 이루어지는 두 장의 회로 기판으로 준비하고,
    상기 두 장의 회로 기판 중 어느 하나의 회로 기판에는 패드를 형성하고, 다른 하나의 기판은 원형 혹은 다각형 모양 중 어느 하나로 형성하고,
    상기 두 장의 회로 기판을 접합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지 제조 방법.
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